紅霉素生產廢水處理工程設計與運行

張玉華

(河南省周口市生態環境局，河南 周口 466000)

1 引言

紅霉素生產廢水主要來源于發酵及洗罐廢水、濾布清洗、設備清洗及車間地面清洗廢水。廢水中主要污染成分有：發酵殘渣、殘余的有機溶劑、紅霉素、氯化鈉、磷酸鹽、硫酸鹽等物質，具有水質水量波動較大、COD高、懸浮物高、氨氮高、可生化性差、成分復雜、含有難以降解有機物和抗生素等特點。目前對此種廢水的方法主要有混凝法、高級氧化法、氣浮法、焚燒法、兩相厭氧法、活性污泥法以及生物膜法等方法。

某紅霉素生產企業在生產過程中產生的廢水量為400 m3/d，其中高濃度廢水280 m3/d，低濃度廢水120 m3/d。綜合考慮確定本工程處理規模為400 m3/d，采用“混凝沉淀-氣浮-水解酸化-UASB反應器-CASS反應器-混凝沉淀”組合工藝，出水水質滿足河南省地方標準《發酵類制藥工業水污染物間接排放標準》(DB41/758-2012)表1標準B要求。

2 設計進出水質標準

根據對本企業各個排水環節排放的廢水水質、水量實際檢測，確定本工程設計進出水水質標準見表1。

表1 設計進水水質及排放標準

3 污水處理工藝流程

通過研究國內類似廢水處理工藝及實際案例[1～7]，結合紅霉素生產工藝水平及廢水水質，采用“污污分流”的處理原則，確定采用“混凝沉淀-氣浮-水解酸化-UASB反應器-CASS反應器-混凝沉淀”組合處理工藝。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

4 工藝設計

(1)格柵渠。鋼混結構，2座，尺寸為3.0 m×0.4 m×1.5 m，設置機械格柵2臺，用于去除廢水中漂浮物及懸浮物等。

(2)1#調節池。鋼混結構，1座，尺寸為5.0 m×3.0 m×5.6 m，有效容積64.5 m3，停留時間12.9 h。設提升泵2臺，1用1備，流量：5 m3/h，揚程：20 m，功率：1.1 kW；池底部設置穿孔管曝氣系統，以防止懸浮物淤積。

(3)1#混凝沉淀池。鋼混結構，1座，尺寸為2.5 m×2.5 m×4.4 m，表面水力負荷0.80 m3/(m2·h)，沉淀時間3.0 h。設排泥泵2臺，1用1備，流量：5 m3/h，揚程：20 m，功率：1.1 kW。

(4)渦凹氣浮機。1臺，碳鋼結構，處理能力10 m3/h，尺寸為4.5 m×1.5 m×1.8 m，設備總功率3 kW。

(5)1#中間水池。1座，鋼混結構，尺寸為3.0 m×1.5 m×3.3 m，有效容積13.5 m3，設置提升泵2臺，1用1備，流量：5 m3/h，揚程：20 m，功率：1.1 kW。

(6)水解酸化池。鋼混結構，1座，尺寸為4.0 m×3.0 m×5.3 m，水力停留時間12 h，有效池容為60 m3；池底設置布水系統、排泥系統各1套。池內設置彈性填料，填料型號：Φ150 mm，數量36 m3，材質：聚丙烯。

(7)2#中間水池。鋼混結構，1座，尺寸為3.0 m×2.5 m×3.3 m，有效池容22.5 m3，設置潛污泵2臺，1用1備，流量：15 m3/h，揚程：20 m，功率：3.0 kW。

(8)UASB反應器。碳鋼結構，1座，尺寸為Φ6.0 m×7.5 m，容積負荷2.9 kg COD/(m3·d)，有效容積203.5 m3，水力停留時間40.7 h；反應器內設布水、排泥裝置各1套、三相分離器2套；設置水封罐1個；進水管設電磁流量計3臺。

(9)2#調節池。鋼混結構，1座，尺寸為5.0 m×7.0 m×5.6 m，有效容積150.5 m3，停留時間9.03 h。設置潛污泵2臺，1用1備，流量：25 m3/h，揚程：12.5 m，功率：1.5 kW；池底部設置穿孔管曝氣系統，以防止懸浮物淤積。

(10)CASS反應器。鋼混結構，2座，單池尺寸20 m×3.7 m×5.5 m，單座有效容積370 m3；污泥負荷0.081 kg BOD5/kgMLSS·d；設旋轉式潷水器2臺，功率0.55 kW，低速推流器2臺，功率0.85 kW，旋切式曝氣器280套，污泥回流泵3臺，2用1備，流量為25 m3/h，揚程為12.5 m，功率為1.5 kW。

(11)緩沖池。鋼混結構，1座，尺寸為7.7 m×3.25 m×4.3 m，有效容積100 m3，設置提升泵2臺，1用1備，流量為17.5 m3/h，揚程為13.7 m，功率為1.5 kW。

(12)2#混凝沉淀池。鋼混結構，1座，采用穿孔旋流斜管沉淀池，混凝區尺寸為2.8 m×1.8 m×2.5 m；沉淀區尺寸為2.8 m×2.8 m×4.3 m，表面水力負荷2.33 m3/(m2·h)。池內設斜板填料，高度0.87 m，安裝角度60°，填料孔徑Φ80 mm，數量8 m3，材質：聚丙烯；排泥泵2臺，1用1備，流量：11 m3/h，揚程：10 m，功率：0.75 kW。

(13)污泥貯池。鋼混結構，1座，尺寸為5.0 m×2.0 m×4.3 m，有效容積40 m3，池底設置高速推流器進行攪拌，防止污泥在池內板結。

(14)加藥間。磚混結構，1座，尺寸為6.0 m×3.0 m×4.2 m，設置雙室加藥裝置2套，單臺功率3.3 kW。

(15)污泥脫水間。磚混結構，1座，尺寸為6.0 m×6.0 m×4.2 m，設置帶式濃縮壓濾污泥脫水機1臺，處理能力5～10 m3/h，配套功率10 kW。

(16)配電室、鼓風機房合建。磚混結構，1座，尺寸為12 m×6.0 m×4.2 m，設三葉羅茨鼓風機4臺，3用1備，風量：4.66 m3/min，風壓：53.9 kPa，功率：7.5 kW。

5 工藝設計及運行效果

本工程按照建筑、結構、工藝及電氣與自控等專業施工圖施工后，經系統聯動及工藝調試后，各處理工段出水水質穩定達到設計排放標準。工藝設計處理效果見表2。

表2 各工段設計處理效果

2018年6月，本工程經過各工段工藝調試完成，出水水質滿足河南省地方標準《發酵類制藥工業水污染物間接排放標準》(DB41/758-2012)表1標準B要求，即COD≤180 mg/L、BOD5≤45 mg/L、NH3-N≤25 mg/L、SS≤120 mg/L。運行結果見表3。

表3 運行結果

6 經濟分析

本污水處理工程總投資為379.97萬元。直接投資299.05萬元，包括構(建)筑物施工費、設備加工采購、管材購置安裝費等；間接投資80.92萬元，包含勘察設計費、運行調試費、運輸費、不可預見費、稅金等。運行費用總計1170.42元/d，主要包括人工費、電費以及藥劑費等，折合處理成本為2.92元/t水。

7 結語

工程實踐表明，對紅霉素生產廢水采用“混凝沉淀-氣浮-水解酸化-UASB反應器-CASS反應器-混凝沉淀”處理工藝是可行的，出水各項指標均能滿足《河南省地方標準《發酵類制藥工業水污染物間接排放標準》(DB41/758-2012)表1標準B要求。該工藝運行穩定、運行費用低、削減了對環境排放的污染物。